Faktisk var rumskibet meget rent og ryddeligt, da det forlod fabrikken, men da det vendte tilbage til Terrestrial Time efter en periode med rumflyvning, blev ydersiden af rumskibet "sort". Reentry-kapslen fra Shenzhou 13-rumskibet har været udstillet før, og der er en fuldstændig sort og karboniseret overflade på den honeycomb-lignende belægning uden for Reentry-kapslen, som er det brændende spor af Reentry-kapslen, når den kommer ind i atmosfæren. Så stor en forskel, når vi kender sandheden, får det folk til at føle, at rumflyvningsrejsen virkelig er fuld af spænding. Faktisk har det ydre af Reentry-kapslen gennemgået en særlig behandling. For eksempel er ydersiden belagt med nogle ablationsmaterialer og varmeisoleringsmaterialer. Selvom den ydre temperatur når tusindvis af grader Celsius, vil den ikke brænde Reentry-kapslen. Den interne temperatur i Reentry-kapslen er meget behagelig, hvilket ikke vil true astronauternes sikkerhed eller påvirke den normale drift af Mars rover.
Det er underforstået, at når Shenzhou Reentry-kapslen passerer gennem det sorte barriereområde, overstiger brændetiden ved høj temperatur 6 minutter, og den omfattende varme når 120.000 kilojoule per kvadratmeter. Under den høje temperatur på tusinder af grader Celsius, hvis det er almindelige materialer, selv om de tre inderste lag og de yderste tre lag, er re-entry-kapslen allerede gennembrændt, så den skal bruge superstærke varmeisoleringsmaterialer.
Efter mange års forskning har kinesiske videnskabsmænd endelig udviklet en ny type kompositmateriale, der integrerer isolering, varmeforebyggelse og belastningsbærende. Det nye kompositmateriale er sammensat af phenoliske hule mikrosfærer, hule glasmikrosfærer, forstærkede fibre og så videre. Det nye kompositmateriale fyldes i den stærkeste bikagestruktur i henhold til en vis kvote, og danner et superstærkt varmeisoleringsmateriale, der danner et lag af sikker "termisk beskyttelse" til Reentry-kapslen.
For yderligere at forbedre varmeisoleringsevnen af de termiske isoleringsmaterialer tilføjes naturligvis endnu et lag varmeafledningsmaterialer til den ydre overflade af bikagestrukturen af Reentry-kapslen under høj temperatur, som sublimeres direkte fra det faste til den gasformige tilstand. Denne proces absorberer meget varme, og restvarmen nedbrydes gennem bikagestrukturen. Med dette lag af varmeafledningsmateriale vil kabinen, selv efter at være blevet brændt ved en høj temperatur på 3000 grader Celsius, stadig være varm som forår, hvilket sikrer en temperatur på omkring 25 grader. Dette materiale vil dog efterlade sorte mærker under nedbrydningsprocessen.
Ud over de superstærke termiske isoleringsmaterialer uden for Reentry-kapslen, har kinesiske forskere også forsket meget i termiske styringsstoffer og termiske beskyttelsesmaterialer i de senere år. Disse innovative forsknings- og udviklingsresultater kan holde den menneskelige krop i et behageligt temperaturområde, give en ny retning for udviklingen af bærbare intelligente stoffer og kan anvendes til den virtuelle verden for at fornemme ændringen af objekttemperaturen.
Effektivt og holdbart molekylært solvarmestyringsstof
Forbedre energiudnyttelseseffektiviteten
Molecular solar energy storage materials (MOST) kan effektivt fange solenergi, lagre energi i kemisk binding gennem molekylær isomeri og frigive energi i form af varme under stimulering af lys. På grund af dets integration af solenergiabsorption, konvertering, lagring og frigivelse har den fået bred opmærksomhed, især inden for personlig termisk styring. Men på grund af problemerne med lav energitæthed, let lækage og dårlig ægthed af molekylære solenergilagringsmaterialer, er deres anvendelse i energilagringsstoffer begrænset.
For at løse ovenstående problemer designet og syntetiserede forskerholdet fra Jiangnan University og Shanghai Jiaotong University pyrazolyl Azobenzen-molekyler. Indførelsen af en femleddet ringstruktur indeholdende heteroatomer kan gøre det muligt for pyrazolylazobenzenmolekyler at have højere isomeriseringsomdannelse og isomeriseringsenergilagringstid. Imidlertid kræver den høje isomeriseringsomdannelseshastighed af pyrazolylazobenzenmolekyler monokromatisk lysstimuleringsrespons, og standard solar spektral bestråling kan forårsage ufuldstændig isomerisering. Derfor løser indkapslingen af pyrazolylazobenzenmolekyler i mikrokapsler med UV-filtreringsevne ikke kun problemet med lækage under faseovergangen af pyrazolylazobenzenmolekyler, men giver dem også ydeevnen til høj isomeriseringsomdannelse under bredspektret UV-lys. Efter 2000 gange energiopladning og -afladning, 50 gange vandvask og 50 gange friktion, har det pyrazolbaserede Azobenzen molekylær energilagringsstof stadig en effektiv solenergilagringstæthed.
Sammenlignet med miljømæssige temperaturkontrolmetoder såsom opvarmning, ventilation og aircondition forbedrer effektive og holdbare molekylære solvarmestyringsstoffer energiudnyttelseseffektiviteten og bruger solenergi som en energikilde til at lindre kulstofemissioner og forureningsproblemer forårsaget af fossilt brændstofforbrug. De giver også en effektiv måde at bygge et solenergilagerstof, der integrerer solenergiabsorption, konvertering, opbevaring og kontrollerbar frigivelse.
Termisk responsive fibre til multifunktionelle termisk aktiverede beskyttelsesstoffer
Intelligente tekstiler med god termisk og mekanisk tilpasningsevne forventes at spille en vigtig rolle inden for områder som bevægelsesbeskyttelse, brandredning og rumfart. Imidlertid har den dårlige forarbejdningsevne, komfort og lange responstid for de fleste rapporterede termiske og mekaniske adaptive polymerer begrænset deres anvendelser.
For nylig designet og forberedte Zhang Qinghong/Hou Chengyi-teamet fra Donghua University en termisk responsfiber med hudkernestruktur (kommerciel fiber som kerne/temperaturfølsom hydrogel som hud). Kompositfiberen viste hurtig mekanisk tilpasningsevne, god varmehærdning og varmeisolerende egenskaber.
I denne undersøgelse løste forskere problemet med dårlig grænsefladeadhæsion mellem kommercielle fibre og stimulus-responsive hydrogeler ved at konstruere et kovalent forankringsnetværk, hvorved hydrogelhuden med succes blev belagt jævnt på en række kommercielle fibre, hvilket realiserede storstilet kontinuerlig fremstilling af termisk responsive fibre. . Denne metode er universel og anvendelig til en række kommercielle fibre. Den synergistiske effekt af hydrofob interaktion og ionbinding gør det muligt at justere trækstyrken (0.65~16 MPa) og elasticitetsmodulet for hydrogelhuden automatisk med temperaturændringen. Derfor har den forberedte termisk responsive kompositfiber karakteristika af blød og hudvenlig ved stuetemperatur og hård og slagfast ved høj temperatur. På grund af varmeabsorptionseffekten af faseadskillelse og ioninteraktion kan den smarte fiber desuden absorbere en vis mængde varme i et højtemperaturmiljø (65 grader ~ 95 grader), hvilket reducerer den tilsyneladende temperatur med 18 grader ~ 27 grader, dermed opnås effekten af at forhindre termiske forbrændinger. Derfor forventes denne intelligente fiber at blive brugt inden for områder som sportsbeskyttelsesudstyr og termisk beskyttelsesbeklædning.
Vådspinding og vakuumimprægnering forberedelse til
Fleksibelt termisk lagringsfaseskift non-woven stof til bærbare stoffer
Det er rapporteret, at teamet af Shi Quan, en forsker fra Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Wu Zhongshuai og Chen Ying, en professor ved Deakin University i Australien, har gjort nye fremskridt i forskningen i den fleksible fibertypefase. skifte materialer. Samarbejdsteamet har forberedt fleksibelt Graphene Boron Nitride Fiber-baseret faseskiftende non-woven stof gennem vådspinning og vakuumimprægnering, som har fremragende fleksibilitet, varmelagringskapacitet og luftgennemtrængelighed og bruges i bærbare menneskelige termiske styringsenheder.
Faseændringsenergilagringsmaterialer kan absorbere og frigive en stor mængde latent faseændringsvarme ved relativt konstante temperaturer og kan bruges som termisk energilagrings- og temperaturstyringsmedie inden for menneskelig termisk styring. Imidlertid gør de iboende egenskaber ved traditionelle faseændringsmaterialer, såsom let væskelækage, dårlig åndbarhed og solid stivhed, det vanskeligt at anvende i bærbare intelligente termiske styringsenheder.
For yderligere at forbedre gaspermeabiliteten og energilagringstætheden af faseændringsanordninger, bruger Shi Quans team præparationsteknologien fra Graphene tredimensionel porøs samling af Wu Zhongshuais team og de unikke fordele ved Chen Yings team inden for bornitrid. forberedelse af nanoplader, foreslog i fællesskab en generel strategi til fremstilling af fleksible faseskiftende ikke-vævede stoffer med høj entalpi gennem vådspinding. Dette faseskiftende ikke-vævede stof udviser en høj entalpiværdi på 206,0 joule pr. gram, fremragende termisk stabilitet, termisk cyklisk evne med en entalpi-retentionsrate på 97,6 procent efter 1000 cyklusser og ultrahøj vanddamppermeabilitet , hvilket er overlegent i forhold til de aktuelt rapporterede faseændringsmaterialefilm og fibre.
Fiberpumpe indlejret i stof kan mærke temperaturændringer i den virtuelle verden
Forskere fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne i Lausanne, Schweiz, har udviklet en pumpe i form af fiber. Denne fiberpumpe kan sys direkte på tekstiler og tøj. Den er let, kraftfuld og vaskbar. Denne innovation kan anvendes på felter fra Exoskeleton til virtual reality.
Denne undersøgelse er udført på basis af en skalerbar pumpe udviklet af forskere i 2019. Den optiske fiberform gør det muligt for forskere at fremstille lettere og kraftigere pumper, som er mere kompatible med Wearable-teknologi. For at opnå pumpens unikke struktur har forskere udviklet en ny fremstillingsteknologi ved at vikle kobber- og polyurethantråde omkring stålstænger og derefter smelte dem varme. Efter fjernelse af stålstangen kan standard væve- og syteknikker bruges til at integrere 2 mm fibre i tekstilet. Denne type pumpe er i det væsentlige en rørledning, der kan generere sit eget tryk og flowhastighed.
Det enkle design af denne pumpe har mange fordele. De nødvendige materialer er billige og nemme at få fat i, og det er relativt nemt at udvide fremstillingsprocessen. På grund af den direkte korrelation mellem trykket genereret af pumpen og dens længde, kan rørledningen skæres i overensstemmelse med applikationssituationen, hvorved ydelsen optimeres og samtidig minimeres vægten. Det robuste design gør den også velegnet til traditionel rengøringsmiddel.
Undersøgelsen viste også den kunstige muskel lavet af stof og indlejret fiberpumpe, som kan bruges til at drive det bløde eksoskelet og hjælpe patienter med at bevæge sig og gå. Pumpen kan endda bringe nye dimensioner til virtual reality-verdenen ved at simulere temperaturfornemmelse. I denne situation har brugeren en handske på, og pumpen på handsken er fyldt med varm eller kold væske, så brugeren kan mærke temperaturen ændre sig, når den er i kontakt med det virtuelle objekt.
kilde: https://www.tnc.com.cn/info/c-001001-d-3732509.html